我國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版規(guī)模部署，網(wǎng)絡(luò)“高速公路”全面建成——

從“通路”邁向“通車”（科技視點）

記者從日前召開的首屆IPv6技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新大賽啟動會上獲悉：近年來，我國IPv6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版）規(guī)模部署實現(xiàn)跨越式發(fā)展，IPv6網(wǎng)絡(luò)“高速公路”全面建成，信息基礎(chǔ)設(shè)施IPv6服務(wù)能力已基本具備。

IPv6是公認的下一代互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)應(yīng)用解決方案。它能夠為每個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供一個獨立的IP地址，有望解決端到端的連接和安全性、移動性等問題。部署IPv6有利于支撐5G、人工智能和云計算等新興技術(shù)的發(fā)展，提升我國互聯(lián)網(wǎng)的承載能力和服務(wù)水平。目前，我國IPv6互聯(lián)網(wǎng)活躍用戶數(shù)達6.93億，移動網(wǎng)絡(luò)IPv6流量占比突破40%。

IPv6優(yōu)勢明顯，能更好滿足5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用需求

有人把互聯(lián)網(wǎng)比作一套“快遞系統(tǒng)”，其中IP地址類似于“通信地址”，網(wǎng)絡(luò)上的文字、音頻、視頻等，都被打包成一個個“包裹”，然后經(jīng)過“快遞系統(tǒng)”的運輸，最終送到目的地。而網(wǎng)際協(xié)議（IP協(xié)議）則是這個“快遞系統(tǒng)”的工作流程和制度，它們構(gòu)成了互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

早期的IP協(xié)議并不成熟，直到IPv4才開始廣泛部署。IPv4地址為32位編碼，可產(chǎn)生40多億個IP地址。但是隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，基于IPv4的全球互聯(lián)網(wǎng)面臨著網(wǎng)絡(luò)地址消耗殆盡、服務(wù)質(zhì)量難保證等問題。直到IPv6的出現(xiàn)，地址量達到2的128次方，其海量規(guī)模也被形容為“讓地球上每顆沙粒都有一個IP地址”。

“當前，全球加速從IPv4向IPv6過渡，到今年6月底，全球IPv6的活躍用戶數(shù)占網(wǎng)民數(shù)的比重已經(jīng)超過31%?！敝袊こ淘涸菏?、推進IPv6規(guī)模部署專家委員會主任鄔賀銓介紹，“采用IPv6不只是補充IPv4地址不足，而是更看重IPv6地址空間能力的拓展和創(chuàng)新潛力的開發(fā)，以及它與新一代信息技術(shù)的全面融合，發(fā)揮乘數(shù)效應(yīng)?！?/p>

與IPv4相比，IPv6具有多方面的優(yōu)勢，如提高路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包速度、提升服務(wù)質(zhì)量、具備更高安全性、可開發(fā)大規(guī)模實時交互應(yīng)用等，從而更好滿足5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云網(wǎng)融合、算力網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用需求。

在增強網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的感知能力方面，IPv6將應(yīng)用的需求信息封裝在數(shù)據(jù)分組中，使網(wǎng)絡(luò)能感知應(yīng)用及其需求，便于進行流量調(diào)度和資源調(diào)整?！斑^去我們的網(wǎng)絡(luò)只能‘看到’原地址、目的地地址，不知道這個‘包裹’承載什么樣的業(yè)務(wù)。現(xiàn)在，我們直接從IPv6地址里直接感知這個業(yè)務(wù)?！编w賀銓舉例，“比如，企業(yè)希望敏感數(shù)據(jù)在本地處理，但是一般的數(shù)據(jù)是‘上云’，IPv6可以識別究竟哪些數(shù)據(jù)在本地處理，哪些數(shù)據(jù)‘上云’，甚至可以幫助選擇合適的‘云’?！?/p>

進入規(guī)模商用階段，IPv6用戶及流量均實現(xiàn)規(guī)模增長

我國IPv6起步較早。早在2003年，國家就啟動了中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI，并于2006年開展了現(xiàn)網(wǎng)試驗。2008年，我國建成當時世界上規(guī)模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)，并取得了一些領(lǐng)先技術(shù)和應(yīng)用成果。此后產(chǎn)業(yè)發(fā)展加快，到2014年已有1億部支持IPv6的終端上市。2017年至今，IPv6進入規(guī)模商用階段，用戶及流量均實現(xiàn)規(guī)模增長。

我國IPv6的規(guī)模部署和應(yīng)用正處于全面推進之中。2017年11月，中辦、國辦印發(fā)《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》，提出“加快推進IPv6規(guī)模部署，構(gòu)建高速率、廣普及、全覆蓋、智能化的下一代互聯(lián)網(wǎng)”?！笆奈濉币?guī)劃綱要提出，擴容骨干網(wǎng)互聯(lián)節(jié)點，新設(shè)一批國際通信出入口，全面推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）商用部署。

2021年7月，中央網(wǎng)信辦等部門印發(fā)《關(guān)于加快推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署和應(yīng)用工作的通知》提出，到2025年末，全面建成領(lǐng)先的IPv6技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、設(shè)施、應(yīng)用和安全體系，IPv6活躍用戶數(shù)達到8億，物聯(lián)網(wǎng)IPv6連接數(shù)達到4億。移動網(wǎng)絡(luò)IPv6流量占比達到70%，城域網(wǎng)IPv6流量占比達到20%。

教育網(wǎng)絡(luò)在國內(nèi)較早開展了互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的探索。1994年建成的中國教育和科研計算機網(wǎng)（CERNET）是我國自行設(shè)計和建設(shè)的第一個采用TCP/IP協(xié)議的全國性計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；2004年建成的中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程核心網(wǎng)絡(luò)——CERNET2即采用純IPv6技術(shù)，標志著我國對互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)開始探索與研究。

2021年4月，未來互聯(lián)網(wǎng)試驗設(shè)施高性能主干網(wǎng)開通，核心節(jié)點分布在40所高校。它不僅基于純IPv6網(wǎng)絡(luò)，同時可以支持下一代互聯(lián)網(wǎng)真實源地址驗證體系。該體系支持互聯(lián)網(wǎng)的端系統(tǒng)地址精確定位和溯源，突破了下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的安全可信關(guān)鍵核心技術(shù)。

清華大學(xué)教授、中國教育和科研計算機網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心副主任李星說：“未來互聯(lián)網(wǎng)試驗設(shè)施是繼CERNET、CERNET2之后的第三張大網(wǎng)，也是未來網(wǎng)絡(luò)的‘試驗床’。它更加面向研究、面向未來，為網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)提供科技支撐。”

國內(nèi)電信運營商也在積極推進IPv6工作，有序開展技術(shù)研究、現(xiàn)網(wǎng)試點和規(guī)模部署。目前，中國電信已建成端到端暢通的IPv6“高速公路”，云網(wǎng)端到端IPv6改造基本全面完成。截至今年6月底，中國移動的移動網(wǎng)絡(luò)IPv6地址分配數(shù)量達到7.72億，固定寬帶IPv6地址分配數(shù)量達到1.69億。中國聯(lián)通也不斷深化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施IPv6改造，新建千兆光網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)同步部署IPv6。

在中國電信研究院高級技術(shù)專家解沖鋒看來，IPv6廣闊的地址空間，將成為網(wǎng)絡(luò)各個元素之間相互連接的基本觸點，為萬物互聯(lián)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。隨著IPv6與云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的深入融合，傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施將實現(xiàn)集成化的全面升級。IPv6新的協(xié)議特性，將為創(chuàng)新的基礎(chǔ)架構(gòu)帶來更大發(fā)展空間。

從IPv6到“IPv6+”，通過網(wǎng)絡(luò)智能化升級和業(yè)務(wù)優(yōu)化，創(chuàng)造新的發(fā)展空間

在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院，醫(yī)療物流機器人進行跨區(qū)域、跨樓層運輸，它和調(diào)度后臺服務(wù)器之間的通信高度依賴網(wǎng)絡(luò)。5G時延已達毫秒級別，配合處理效率更高的IPv6網(wǎng)絡(luò)，有效減少因網(wǎng)絡(luò)漫游和切換帶來的通信延遲，實現(xiàn)實時高速通信。目前，“IPv6+5G”醫(yī)療物流機器人已在該醫(yī)院推廣使用。

隨著我國建成世界上規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡(luò)，IPv6也得到了同步發(fā)展，“IPv6+5G”正在賦能各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。鄔賀銓表示，當前，以“IPv6+”為代表的技術(shù)創(chuàng)新體系正在蓬勃發(fā)展，IPv6與5G、人工智能和云計算等融合創(chuàng)新不斷推進。“IPv6+”的出現(xiàn)，有望實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化升級和業(yè)務(wù)優(yōu)化，為未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造新的發(fā)展空間。

專家介紹，“IPv6+”是在IPv6的基礎(chǔ)上，添加了創(chuàng)新功能。既包括以IPv6分段路由、網(wǎng)絡(luò)切片、隨流檢測、新型組播和應(yīng)用感知網(wǎng)絡(luò)等協(xié)議為代表的協(xié)議創(chuàng)新，又包括以網(wǎng)絡(luò)分析、自動調(diào)優(yōu)、網(wǎng)絡(luò)自愈等網(wǎng)絡(luò)智能化為代表的技術(shù)創(chuàng)新。

華為數(shù)據(jù)通信解決方案設(shè)計部部長文慧智說：“IPv6連接設(shè)備數(shù)量不斷增加，我們努力在設(shè)備節(jié)能的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)、路徑算法以及智能控制，進一步降低能耗。泛在物聯(lián)方面，我們希望從萬物互聯(lián)對網(wǎng)絡(luò)的需求出發(fā)，實現(xiàn)終端更快更安全接入、網(wǎng)絡(luò)智能連接，為行業(yè)提供更好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。”

在連接的質(zhì)量方面，“IPv6+”也有不少創(chuàng)新藍海。文慧智舉例，工業(yè)控制正向無人化、集中化、實時控制方向發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)的確定性、可靠性提出更高的要求。IPv6在構(gòu)建確定性網(wǎng)絡(luò)方面具有優(yōu)勢。一是能讓更多的設(shè)備連接起來；二是通過確定性IP技術(shù)，能夠真正實現(xiàn)遠程控制；三是保障工業(yè)控制的可靠性。

廣泛而緊密的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，也是我國IPv6發(fā)展的一個亮點。早在2003年中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI啟動時，產(chǎn)學(xué)研用各方緊密協(xié)作，實施了示范網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用示范、設(shè)備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等一系列項目。2010年，清華大學(xué)與中國電信成立了下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用聯(lián)合實驗室，開展IPv6的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究工作，在技術(shù)、標準等方面取得了豐碩成果。

李星認為，國內(nèi)高校發(fā)揮科研優(yōu)勢，圍繞IPv6關(guān)鍵核心技術(shù)加強集中攻關(guān)，在真實源地址認證、下一代互聯(lián)網(wǎng)過渡技術(shù)等方面取得了突破。產(chǎn)學(xué)研用各方通過建立聯(lián)合實驗室、開展項目合作、舉辦賽事等方式，促進了IPv6與各行各業(yè)融合發(fā)展、激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，全面支撐各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。(記者 谷業(yè)凱)